磁敏感成像對急性期大腦中動脈閉塞的顯示作用

鄭 梅， 孫阿萍， 孫慶利， 樊東升

SWI對顱內(nèi)出血十分敏感，可以檢測到CT和普通MRI未能顯示的出血病灶，尤其是微出血病灶［1，2］，這對于腦梗死患者早期是否選擇溶栓治療非常關(guān)鍵。SWI不僅能早期顯示出血病灶，我們的研究發(fā)現(xiàn)，急性MCA閉塞在SWI檢查中也有明確顯示，表現(xiàn)為沿血管走行的低信號影，我們將其稱為MCA磁敏感征，目前還鮮見報(bào)道。因此，我們對既往收治的大腦中動脈區(qū)腦梗死患者進(jìn)行回顧性分析，旨在探討SWI對MCA急性閉塞的顯示作用。

1 資料和方法

1.1 患者資料 選擇2010年10月～2011年6月在我院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的、連續(xù)積累的MCA供血區(qū)腦梗死患者作為研究對象。入選標(biāo)準(zhǔn):(1)全部病例均符合中國急性缺血性腦卒中診治指南2010的診斷標(biāo)準(zhǔn)［3］;(2)單側(cè) MCA供血區(qū)的腦梗死;(3)發(fā)病10 h內(nèi)行MRI檢查;(4)發(fā)病48h內(nèi)行MRA檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)既往同側(cè)MCA區(qū)腦梗死病史;(2)既往腦出血患者;(3)進(jìn)行溶栓或抗凝治療的患者;(4)卒中明顯進(jìn)展，行MRA檢查時NIHSS評分較來院時增加3分以上患者;(5)金屬假牙影響SWI成像質(zhì)量;(6)頸內(nèi)動脈閉塞患者。最終納入患者56例，其中男37例，女19例，年齡42～88歲，平均58.86歲。起病時間按照患者未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的最后時間開始計(jì)算。腦梗死嚴(yán)重程度用NIHSS評分表示。56例患者行SWI檢查距離起病時間為3.6 ～9.5h，平均6.72h，NIHSS評分為1 ～24分，平均11.12 分。

1.2 影像學(xué)檢查方法 應(yīng)用超導(dǎo)型1.5T(Sonata，SIMENS)磁共振掃描儀進(jìn)行頭部平掃檢查，標(biāo)準(zhǔn)相控陣頭線圈。掃描參數(shù):T1WI采用FLAIR序列，TR 1500ms，TE24ms，F(xiàn)OV 24cm ×18cm，矩陣320×224，NEX 2.0，層厚 6mm，間距 2mm;橫斷面快速自旋回波 T2WI，TR 3700ms，TE 95ms，F(xiàn)OV 24cm ×18cm，矩陣448 ×288，NEX 2.0，層厚 6mm，間距1.5 mm;DWI采用 SE/EPI序列掃描，TR6000ms，TE 67.7ms，矩陣 128 × 128，NEX1.0。MRA 檢查采用3D-TOF 序列，TR 25ms，TE6.9ms，F(xiàn)OV20cm ×20cm，矩陣320 ×192，NEX 1.0，層厚 1.6mm，間距0mm。SWI采用3D干擾相梯度回波(spoiled gradient echo，SPGR)序列，F(xiàn)OV 22cm ×22cm，F(xiàn)A30o，TR 50ms，TE25ms，層厚/間距 6mm/0mm，矩陣 224×384，NEX1.0。

1.3 影像分析 MCA磁敏感征表現(xiàn)為在SWI圖像中血管內(nèi)的低信號，其信號強(qiáng)度低于對側(cè)的血管，并且血管內(nèi)低信號的直徑大于對側(cè)血管的直徑。根據(jù)MRA中血管閉塞的部位，將MCA閉塞分為5種類型:(1)起始部(見圖1A);(2)起始部至發(fā)出豆紋動脈段(見圖2A);(3)豆紋動脈段后至皮層支分叉部位(見圖3A);(4)皮層支(見圖4A);(0)無血管閉塞。SWI上MCA磁敏感征出現(xiàn)部位用相同方法進(jìn)行分類。腦梗死體積用DWI中高信號的體積來表示，測量方法采用Image J圖像分析軟件，測量出矢狀位圖像每一層面中高信號病灶的周長，已知DWI檢查的層厚為6mm，用(周長×層厚/2)計(jì)算出每一個病灶的體積，散發(fā)病灶者可將數(shù)個病灶的體積相加。用相同的方法計(jì)算出MCA供血區(qū)腦組織的總體積。DWI中腦梗死體積用病灶體積和MCA供血區(qū)腦組織總體積的百分比表示。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析用SPSS 16.0軟件完成，所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差±s)表示。用Fisher’s確切概率法χ2檢驗(yàn)分析患者性別對磁敏感征的影響，兩組患者年齡、SWI檢查距離起病時間、DWI中病灶體積、NIHSS評分的差異采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。MCA磁敏感征對MCA閉塞的診斷價值用敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值，和準(zhǔn)確性來表示。

2 結(jié)果

56例患者SWI檢查中，25例(45%)出現(xiàn)MCA磁敏感征，其中類型1有12例(見圖1)，類型2有7例(見圖2)，類型3有3例(見圖3)，類型4有3例(見圖4)。MRA檢查顯示 MCA閉塞患者38例(68%)，類型1有12例，類型2有7例，類型3有8例，類型4有11例。18例(32%)患者未出現(xiàn)MCA磁敏感征，MRA檢查也無MCA閉塞，其中8例MCA有程度不等的動脈硬化，但未出現(xiàn)管腔閉塞。

MCA磁敏感征對MCA閉塞的敏感性根據(jù)閉塞部位不同有所區(qū)別，在總的MCA閉塞病例中為66%;但將所有病例分為類型1，2(大腦中動脈起始部至發(fā)出豆紋動脈段)和類型3，4(大腦中動脈發(fā)出豆紋動脈段后至皮層支)兩大類后，敏感性分別為100%和32%。由于沒有假陽性病例，特異性和陽性預(yù)測值均達(dá)到100%。總的MCA閉塞病例陰性預(yù)測值為58%;由于沒有假陰性病例，類型1，2的陰性預(yù)測值為100%;類型3，4有13例假陰性病例，因此陰性預(yù)測值為74%。類型1，2的準(zhǔn)確性為100%，而類型3，4的準(zhǔn)確性只有77%(見表1)。

分別統(tǒng)計(jì)MCA磁敏感征陽性和陰性患者年齡、性別、SWI檢查距離起病時間、DWI中病灶體積、起病時NIHSS評分的數(shù)據(jù)，對兩組進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，年齡、性別、SWI檢查距離起病時間在兩組間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明年齡、性別，以及SWI檢查時間距離發(fā)病時間不是MCA磁敏感征是否出現(xiàn)的影響因素。而DWI中病灶體積和NIHSS評分在兩組間出現(xiàn)明顯的差異，MCA磁敏感征陽性組明顯高于陰性組(見表2)。

類型3，4中(大腦中動脈發(fā)出豆紋動脈段后至皮層支)存在假陰性病例，將類型3，4中MCA磁敏感征陽性和陰性病例進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二者在年齡、性別、SWI檢查距離起病時間、病灶體積，和NIHSS評分上均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見表3)。

表1 56例患者SWI序列中大腦中動脈磁敏感征

表2 大腦中動脈磁敏感征和患者年齡、性別、檢查時間、病灶體積及起病時NIHSS評分的關(guān)系

表3 大腦中動脈豆紋動脈段后至皮層支閉塞患者中磁敏感征和年齡、性別、檢查時間、病灶體積及起病時NIHSS評分的關(guān)系

3 討論

磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)是近年來新開發(fā)的磁共振對比增強(qiáng)成像技術(shù)，根據(jù)不同組織間的磁敏感性差異提供圖像對比增強(qiáng)，最早由Mack HE等［4］于1998年發(fā)明，最初稱作“高分辨率血氧水平依賴靜脈成像”。顱內(nèi)主要磁敏感改變與血液中鐵的不同形式有關(guān)，含氧血紅蛋白為反磁性物質(zhì)，而脫氧血紅蛋白、正鐵血紅蛋白和含鐵血紅素為順磁性物質(zhì)。靜脈結(jié)構(gòu)成像依賴于其內(nèi)脫氧血紅蛋白引起磁場的不均勻性導(dǎo)致的血管與周圍組織的相位差加大［5］。根據(jù)這個原理，急性期血栓中含有大量的脫氧血紅蛋白，為紅色血栓的主要成分，因此SWI能夠顯示急性期血管內(nèi)的血栓。

在我們的研究中，SWI對MCA近端閉塞(起始至發(fā)出豆紋動脈段)有很好的顯示作用，靈敏性和特異性均達(dá)到100%。表現(xiàn)為血管內(nèi)信號降低，能夠顯示出沿血管走行的血栓影像，并且SWI顯示的血栓直徑均大于對側(cè)血管的直徑，這可能是由于血管壁的完整性遭到破壞，血液成分從血管中向外滲出的結(jié)果。既往一些小樣本的研究顯示，SWI對MCA近端急性閉塞敏感性較高，Rovira等人［6］報(bào)道為96%(27/28)，1例假陰性為使用抗凝藥患者;Flacke等人［7］報(bào)道為 82%(9/11)，2 例假陰性分別為金屬假牙和頸內(nèi)動脈海綿竇段閉塞。我們的研究排除了上述因素的影響，因此得到100%的敏感性，與既往的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

我們的結(jié)果顯示，SWI對MCA遠(yuǎn)端閉塞(豆紋動脈段后至皮層支)顯示的敏感性只有32%。既往報(bào)道則存在很大差異，Rovira等人［6］報(bào)道為37.5%(3/8)，F(xiàn)lacke等人［7］報(bào)道為 10%(1/10)，并且未進(jìn)行原因分析。我們將MCA遠(yuǎn)端閉塞按磁敏感征是否出現(xiàn)分為兩組進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)兩組患者的發(fā)病年齡、性別、SWI檢查距離起病時間、病灶體積，和NIHSS評分并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，因此推測假陰性并不是由上述原因造成。考慮到進(jìn)行SWI掃描時層厚為6mm，而MRA掃面的層厚僅為1.6mm，因此最大的可能性為MCA遠(yuǎn)端閉塞時形成的紅色血栓體積較小，尤其是血栓發(fā)生在已經(jīng)有動脈硬化的狹窄管腔中，部分容積效應(yīng)可能使血栓影像被掩蓋。Rovira和 Flacke 等人［6，7］的研究中 SWI掃描層厚均為6mm，考慮各組報(bào)道中敏感性差異是由于病例數(shù)少造成。因此，減少SWI檢查的掃描層厚將能提高其對MCA遠(yuǎn)端閉塞的敏感性。

根據(jù)腦梗死分型治療原則，大血管閉塞首選溶栓治療［8］，因此SWI對MCA近端急性閉塞的良好顯示使其可成為溶栓治療的依據(jù)。尤其SWI對血栓影像有良好的顯示，可以測量血栓的大小和長度，而MRA僅能顯示血管閉塞的位置，對血栓并不能顯示，因此MCA磁敏感征可能用于預(yù)測溶栓治療的預(yù)后。我們預(yù)計(jì)降低SWI檢查掃描層厚后，對MCA遠(yuǎn)端閉塞也會有良好的顯示，這樣能夠更加細(xì)化腦梗死的分型治療。

盡管我們的研究中選擇病例為10h之內(nèi)完成SWI檢查，但MCA磁敏感征陽性和陰性的患者在檢查時間上無差別，并且磁敏感征陽性患者的檢查時間距離發(fā)病時間為6.70±1.72h，說明6h并不是是否出現(xiàn)磁敏感征的分界線。然而，我們的病例中磁敏感征陽性的最早檢查時間為2.4h，對于MCA閉塞后能檢測到磁敏感征的最短時間仍需進(jìn)一步的研究。既往急性期CT高密度征對MCA血栓的顯示作用使其成為溶栓治療的指示，然而大量病例研究得出有爭議的結(jié)論［9，10］。與CT 高密度征相比，SWI檢查不僅對急性期MCA近端閉塞有良好的顯示作用，對急性期梗死病灶內(nèi)出血和陳舊微出血也十分敏感，明顯高于普通MRI和CT對出血的檢出率。除此之外，SWI可顯示梗死病灶內(nèi)小靜脈影［11］，反映側(cè)支循環(huán)建立的情況。因此，SWI檢查對于溶栓病例的選擇可提供更多的信息，對預(yù)后有更好的指導(dǎo)作用。

圖1 MRA顯示右側(cè)MCA起始部閉塞(A圖);SWI顯示相應(yīng)MCA部位信號減低，低于對側(cè)血管內(nèi)信號，并且直徑大于對側(cè)血管(B圖，白色箭頭指示);DWI顯示MCA豆紋動脈和皮層支供血區(qū)大面積腦梗死(C圖)

圖2 MRA顯示MCA發(fā)出豆紋動脈段閉塞(A圖);SWI顯示MCA在發(fā)出豆紋動脈節(jié)段出現(xiàn)較長的血栓(B圖，白色箭頭指示);DWI顯示在基底節(jié)區(qū)出現(xiàn)腦梗死，腦葉中亦有散在梗死病灶(C圖)

圖3 MRA顯示MCA在發(fā)出皮層分支之前閉塞(A圖);SWI顯示相應(yīng)部位的血栓(B圖);DWI顯示島葉梗死(C圖)

圖4 MRA顯示左側(cè)MCA皮層分支閉塞(A圖);SWI顯示皮層支血管內(nèi)低信號(B圖);DWI顯示相應(yīng)皮層支供血區(qū)梗死(C圖)

［1］ Akter M，Hirai T，Hiai Y，et al.Detection of hemorrhagic hypointense foci in the brain on susceptibility-weighted imaging clinical and phantom studies［J］.Acad Radiol，2007，14(9):1011 － 1019.

［2］ Wycliffe ND，Choe J，Holshouser B，et al.Reliability in detection of hemorrhage in acute stroke by a new three-dimensional gradient recalled echo susceptibility-weighted imaging technique compared to computed tomography:a retrospective study［J］.J Magn Reson Imaging，2004，20(3):372 －377.

［3］ 中國急性缺血性腦卒中診治指南2010［J］.中華神經(jīng)科雜志，2010，43(2):146 －153.

［4］ Hoogenraad FG，Reichenbach JR，Haacke EM，et al.In vivo measurement of changes in venous blood-oxygenation with high resolution functional MRI at 0.95 tesla by measuring changes in susceptibility and velocity［J］.Magn Reson Med，1998，39(1):97 －107.

［5］ Haacke EM，Tang J，Neelavalli J，et al.Susceptibility mapping as a means to visualize veins and quantify oxygen saturation［J］.J Magn Reson Imaging，2010，32(3):663 －676.

［6］ Rovira A，Orellana P，Alvarez-Sabin J，et al.Hyperacute ischemic stroke:middle cerebral artery susceptibility sign at echo-planar gradient-echo MR imaging［J］.Radiology，2004，232(2):466 －473.

［7］ Flacke S，Urbach H，Keller E，et al.Middle cerebral artery(MCA)susceptibility sign at susceptibility-based perfusion MR imaging:clinical importance and comparison with hyperdense MCA sign at CT［J］.Radiology，2000，215(2):476 －482.

［8］ Cocho D，Belvs R.Does thrombolysis benefit patients with lacunar syndrome［J］?Eur Neurol，2006，55(2):70 －73.

［9］ Aries MJ，Uyttenboogaart M，Koopman K，et al.Hyperdense middle cerebral artery sign and outcome after intravenous thrombolysis for acute ischemic stroke［J］.JNeurol Sci，2009，285(1 ～2):114 －117.

［10］ Nichols C，Khoury J，Brott T，et al.Intravenous recombinant tissue plasminogen activator improves arterial recanalization rates and reduces infarct volumes in patients with hyperdense artery sign on baseline computed tomography［J］.JStroke Cerebrovasc Dis，2008，17(2):64－68.

［11］ Mittal P，Kalia V，Dua S.Pictorial essay:susceptibility-weighted imaging in cerebral ischemia［J］.Indian J Radiol Imaging，2010，20(4):250－253.